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UV/VIS-spectroscopy of molten and solid CaO-MgO-SiO_2 - slags

机译：熔融和固态CaO-MgO-SiO_2-炉渣的UV / VIS光谱

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Die von den Autoren entwickelte Hochtemperaturmethode wurde zu UV/VIS-spektroskopischen Untersuchungen flüssiger Schlacken bei 1500℃ eingesetzt. Dazu wurden verschiedene Schlacken des Systems CaO-MgO-SiO_2 mit Fe_2O_3-Massenanteilen von 0.80 und 5 % dotiert. Spektroskopische Messungen unter definierten Sauerstoffpartialdrucken stehen in einem direkten Zusammenhang mit dem Redoxzustand der flüssigen Schlacke. Der Oxida-tionsgrad einer Schlacke läßt sich spektroskopisch quantitativ bestimmen. Die Untersuchungen dazu beziehen sich auf die intensiven Fe~(3+) Charge-Transfer-Übergänge (CT) im Wellenlängenbereich zwischen 200 und 800 nm flüssiger und fester Schlacken. Aus der Lage der CT-Banden (Wellenzahlverschiebung) wurden Aussagen über die Struktur und Basizität flüssiger Schlacken erhalten. Die zeitliche Einstellung des Redoxgleichgewichtes als diffusionskontrollierter Vorgang wurde spektroskopisch erfaßt und ausgewertet. In Cr_2O_3-dotierten Silikatschlacken bilden sich im flüssigen Zustand CrO_3 und Cr~(3+)-Spezies. Die verschiedenen CrO_3-Spezies (CrO_4~(2-) und Cr_2O_7~(2-)) wurden spektroskopisch nachgewiesen und quantitativ erfaßt. Aus diesen flüssigen Schlacken verdampft bei hohen Temperaturen langsam CrO_3(g). Die Abnahme der CT-Banden der in den flüssigen Schlacken gelösten CrO_3-Spezies läßt sich zeitlich verfolgen und auswerten. Die erforschten optischen Parameter und Größen flüssiger Schlacken bilden die Grundlage zur Anwendung der Reflekti-onsspektroskopie bei hohen Temperaturen.%The previously developed high temperature set-up has been used to monitor the redox state of molten slags at 1500℃ directly by UV/VIS spectroscopy. Slags of the CaO-MgO-SiO_2-system were doped with Fe_2O_3 mass contents of 0.80 and 5%. Spectroscopical results at different oxygen partial pressures of the investigated Fe~(3+) charge-transfer (CT) transitions in the wavelength range between 200 and 800 nm were found to be representative for the redox state of the slag. The peak positions and shifts give further information about the optical basicity and the structure of molten slags. The time dependence of the oxidation/reduction equilibrium process was measured and evaluated concerning diffusion mechanisms. In Cr_2O_3-doped silicate-slags in the liquid state CrO_3 - and Cr~(3+)- species occur. The different CrO_3-species (CrO_4~(2-) and Cr_2O_7~(2-)) in silicate slags have been indicated spectroscopically and registed quantitatively. Further investigations on Cr_2O_3-doped slags uncovered the well known evaporation of chromium out of molten slags as a decrease in the CrO_3 concentration in time. In the molten slag the CrO_3 slowly evaporates, which can be seen spectroscopically as a decrease in the CT-band intensity. The results obtained on numerous optical parameters of molten slags will establish the application of reflection spectroscopy at high temperatures.
机译：作者开发的高温方法用于1500℃下液态渣的UV / VIS光谱研究。 CaO-MgO-SiO_2系统的各种炉渣掺有质量分数为0.80和5％的Fe_2O_3。在确定的氧气分压下的光谱测量结果与液态炉渣的氧化还原状态直接相关。炉渣的氧化程度可以通过光谱法定量地确定。研究涉及液态和固态炉渣在200至800 nm波长范围内的密集的Fe〜（3+）电荷转移跃迁（CT）。从CT波段的位置（波数漂移）获得了关于液态炉渣的结构和碱度的说明。记录并通过光谱评估氧化还原平衡的时间，作为扩散控制的过程。 Cr_2O_3掺杂的硅酸盐渣形成液态的CrO_3和Cr〜（3 +）物种。光谱法检测并定量记录不同的CrO_3种类（CrO_4〜（2-）和Cr_2O_7〜（2-））。 CrO_3（g）在高温下从这些液态炉渣中缓慢蒸发。随着时间的推移，可以追踪和评估溶解在液态炉渣中的CrO_3物种的CT谱带的下降。研究的光学参数和液态渣的大小是高温反射光谱学应用的基础。％先前开发的高温装置已通过UV / VIS光谱法直接用于监测1500℃下熔渣的氧化还原状态。 。 CaO-MgO-SiO_2系统的炉渣掺有质量分数为0.80和5％的Fe_2O_3。发现在200至800 nm的波长范围内，所研究的Fe〜（3+）电荷转移（CT）跃迁的不同氧分压下的光谱结果可代表炉渣的氧化还原状态。峰值位置和位移提供了有关光学碱度和熔渣结构的更多信息。测量并评估了与扩散机理有关的氧化/还原平衡过程的时间依赖性。在液态的Cr_2O_3掺杂的硅酸盐矿渣中，会出现CrO_3-和Cr〜（3 +）-物质。光谱学指出并定量记录了硅酸盐矿渣中不同的CrO_3-种类（CrO_4〜（2-）和Cr_2O_7〜（2-））。对Cr_2O_3掺杂炉渣的进一步研究发现，随着CrO_3浓度的降低，铬从熔融炉渣中的蒸发已广为人知。 CrO_3在熔融炉渣中缓慢蒸发，这在光谱上可以看作是CT谱带强度的降低。在熔融炉渣的众多光学参数上获得的结果将建立反射光谱在高温下的应用。

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